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1、第14卷第5期金属功能材料Vol114,No152007年10月MetallicFunctionalMaterialsOctober,2007低膨胀合金的应用和发展刘江(钢铁研究总院科技信息室,北京100081)摘要:阐述了低膨胀合金的发展,介绍了低膨胀合金的分类和用途。对影响低膨胀合金的因素,例如:化学成分、塑性加工、热处理、析出相等进行了分析。介绍了笔者研制的低膨胀合金。最后综述了低膨胀合金的发展动态。关键词:低膨胀合金;研究;动态中图分类号:TG132111文献标识码:A文章编号:1005-8192(2007)05-0033-05ApplicationandDevelo
2、pmentofLowExpansionAlloysLIUJiang(InformationandConsultationCenterofCISRI,Bejing100081,China)ABSTRACT:Developmentoflowexpansionalloyisdescribed1Thesorts,applicationandtechnologyoflowexpan2sionalloyweresummarized1Thefactorsaffectingdilatabilityoflowexpansionsuchaschemicalcompositions,heattre
3、astment,plasticdeformation,precipitatephasewereanalyzed1Thelowexpansionalloysdevelopedbytheauthorwereintroduced1Finally,thedevelopmenttrendsoflowexpansionalloysarereviewed1KEYWORDS:lowexpansionalloy;research;development1896年法国Guillaume发现36%Ni2Fe合金的-61低膨胀合金的主要用途α=01877×10/℃,这种合金具有极低的膨胀系数,完全不
4、符合正常热膨胀规律,为反常热膨胀现低膨胀合金大都应用于在一定的环境温度要求[1]象,称之为因瓦合金。此后,这一问题便引起了广尺寸近似恒定的元器件中。主要有:(1)精密仪器泛的注意并开发了其他具有低膨胀系数的合金,具仪表,光学仪器中的元件,如精密天平的臂,标准件有代表性的有Fe2Ni2Co2Cu,Fe2Ni2Co2Nb系超因的摆杆,摆轮,钟表的外补偿等;(2)长度标尺。大瓦合金,Fe2Ni2Co2Ti系高强度低膨胀合金,Fe2Co2地测量基线尺;(3)各种谐振腔,微波通讯的波导Cr系不锈因瓦合金,Fe2Ni2Se系易切削因瓦合金,管,标准频率发生器等;(4)标准电容器的叶片和支
5、Fe2Ni2Co系高温低膨胀合金,Cr系非铁磁性因瓦合承杆等;(5)液态天然气,液态氢,液态氧等的储蓄金以及铁-铂,铁-钯,锰-钯合金等。因瓦效应的罐和运输管道;(6)热双金属片的被动层;(7)高分产生,一般认为这些合金热膨胀系数小,是由于在居辨率阴极射线管(显象管)中的阴罩;(8)宇航工业里点以下有大的正自发体积磁致伸缩的缘故,降温复合材料零件的模子;(9)用于人造卫星,激光,环时磁致伸长抵消了正常点阵收缩,从而产生室温下形激光陀螺仪及其他先进的高科技产品。几乎为零的膨胀率1至今应用最多的是因瓦及超因瓦合金,以及在因瓦合金的基础上派生出的一些兼2低膨胀合金的影响因素有高强度
6、,高硬度的低膨胀合金材料。211化学成分在Ni中加入Fe时,膨胀系数缓慢下降,当含量作者简介:刘江(1956-),女,高级工程师。34金属功能材料2007年增加到55%时,线膨胀系数α呈现出反常,在金需提高Ni含量并加入合适的Co含量。加入Se-63517%Ni2Fe对应的α最小,α=01877×10/℃是为改善切削性能。无磁因瓦合金以Cr为主加入[1](图1),从图1可以看出,在此合金的两边曲线Mn、Fe等元素。低温用因瓦合金在低温时具有较很“陡”,因此无论是改变因瓦合金Ni或Fe含量α,高强度,不变脆,作大容器时能承受重负荷和机械振值都有明显的变化,故准确控制Ni含量是获
7、得因瓦动,成型性能良好,焊接性好。国外低温用因瓦合金合金的关键。在加入Ti、Mn、Cr时α,min对应的Fe2大都在36%～39%Ni2Fe的基础上添加一些Cr、CuNi系合金中镍含量应相应增加,在加入Cu、Co、C等元素。时αmin对应的Fe2Ni系合金中镍含量应相应减小,212塑性加工除Co、Cu外,第三元素的加入均使Fe2Ni系合金中冷加工使Fe2Ni系因瓦合金的αmin值下降,甚[3]αmin变大,见图2。至可变为负值,这是由于组织不稳定所造成。冷加工使合金内部缺陷增多,密度降低,破坏合金中原子
